基于三维缺陷检测的双光路双远心光学系统设计

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光学设计 | 更新时间：2025-09-01

- 基于三维缺陷检测的双光路双远心光学系统设计
- Design of Bi-telecentric optical system with two-path configuration for 3-D defect inspections
- 光学技术 2020年46卷第1期页码：14-19
- 作者机构：
  
  1:上海理工大学光电信息与计算机工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  上海市科技创新行动计划项目（19511104600）
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.003
  中图分类号：
- 纸质出版：2020
- 稿件说明：
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韦晓孝, 李雪宸, 万新军, 等. 基于三维缺陷检测的双光路双远心光学系统设计[J]. 光学技术, 2020,46(1):14-19.

Design of Bi-telecentric optical system with two-path configuration for 3-D defect inspections[J]. 2020, 46(1): 14-19.
韦晓孝, 李雪宸, 万新军, 等. 基于三维缺陷检测的双光路双远心光学系统设计[J]. 光学技术, 2020,46(1):14-19. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.003.

Design of Bi-telecentric optical system with two-path configuration for 3-D defect inspections[J]. 2020, 46(1): 14-19. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2020.01.003.

针对基于SMT技术生产的PCB板产品的三维缺陷检测问题

设计了一款高分辨率、高远心度及低畸变的双光路双远心光学系统。它通过远心投影物镜经共光路物镜将DMD数字条纹均匀投影至待测物面

同时经由共光路物镜和成像物镜收集物面反射条纹光至CMOS接收面。使用ZEMAX光学软件分别对三部分镜组进行优化设计

分析了系统的像差和调制传递函数。设计结果表明:共光路物镜部分采用长工作距离、大视场角及物方远心结构

空间频率50lp/mm处

各视场的MTF接近衍射极限;投影光路畸变小于0.1%

在投影面上全视场范围MTF在6lp/mm处大于0.8且条纹周期均匀;成像光路畸变小于0.05%

在全视场范围MTF在80lp/mm处大于0.3。仿真成像结果表明

在离焦量为+/-6mm时仍能达到景深范围内分辨率要求

能有效提高3D AOI检测质量。且双光路双远心系统所用材料基本为普通玻璃且重复率较高

利于加工和节省成本。

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